Unendliche Lebensdauer für zyklisch beanspruchte Hochleistungswerkstoffe

Rissinitiierung bei VHCF: Aufklärung relevanter Schädigungsmechanismen an 100Cr6

Bei sehr langen Lebensdauern zyklisch beanspruchter Bauteile tritt vermehrt ein Versagen von Fehlstellen unterhalb der Bauteiloberfläche z.B. ausgehend von nichtmetallischen Einschlüssen in hochfesten Stählen auf. Dieser Effekt wurde in Ermüdungsversuchen insbesondere bei niedrigen Spannungsamplituden, die zu Bruchlastspielzahlen größer als 10⁶ Lastspielen führen, beobachtet. Bei höheren Spannungsamplituden tritt dagegen ein Versagen ausgehend von der Oberfläche auf. Die Ursache für diesen Übergang des Versagensorts von der Oberfläche ins Volumen soll im beantragten Vorhaben erforscht werden. Dazu werden an der Oberfläche und falls möglich im Inneren der Probe unterschiedlich große künstliche Fehlstellen eingebracht, um zu prüfen, bei welcher Kombination aus Beanspruchung und Fehlstellengröße das Versagen ins Probeninnere übergeht. Des Weiteren wird untersucht, ob und wie sich die Rissausbreitung von Fehlstellen an der Oberfläche von der von Fehlstellen unterhalb der Oberfläche unterscheidet. Dazu wird die elektrische Widerstandsmessung mit Gleichstrom- und Wechselstrompotenzialsonde eingesetzt. Am Ende soll mit Hilfe der Schwellwerte für die Rissinitiierung und den zugehörigen Rissausbreitungsraten der Versagensübergang erklärt und damit ein besseres Verständnis des Versagens bei VHCF geschaffen werden.